Vad bestämmer den bästa glidhastigheten?

Den snabbare du går desto mer lyfter du och en vinge kommer att producera. Dessa två värden är dock inte proportionella. När fartyget uppnås är mängden släp som produceras högre än den extra hissen. Därför behöver du extra kraft för att behålla nivå vid högre hastigheter.

När du går långsammare minskar draghastigheten mer än den mängd hiss som produceras - åtminstone ett tag. Det är därför som går långsamt är bättre när det gäller glidavstånd. Mängden "drag per lyft" är mycket låg. Sakta nedåt än en viss punkt börjar vingen snabbt börja producera mindre hiss, eftersom luftflödet skiljer sig från vingen. Det här är vad som kallas en stall. Den bästa glidhastigheten är den hastighet som dragen är så låg som möjligt medan vingen fortfarande producerar en relativt stor mängd hiss.

Detta illustreras på en hastighetspolar, som den här:

Den svarta linjen indikerar sinkens hastighet för en given flyghastighet. Den optimala glidhastigheten är den hastighet som motsvarar den punkt där den röda linjen berör den svarta linjen (Vbg).

Den röda linjen är en rak linje som går från (0,0) och rör på hastighetspolar vid exakt en punkt.

En förändring i flygmassan kommer att flytta kurvan längs den vertikala axeln, varför ett tyngre flygplan har en högre bästa glidhastighet än en lättare. Korsningspunkten mellan den svarta och röda linjen skulle ändras till höger när den svarta linjen är förskjuten och vice versa.

De viktigaste faktorerna för den bästa glidhastigheten är flygplanets vingebelastning, lufttätheten, vingeens aspektförhållande och luftens aerodynamiska kvalitet.

Flygplanet måste skapa en hiss som motsvarar sin egen vikt. Drag för att göra det varierar med flyghastighet och för att hitta den punkt där glidförhållandet har sitt maximala, dra måste vara minimal . För att hitta denna hastighet beskriver vi dra matematiskt som summan av två komponenter:

Det hjälper nu att hitta lyftkoefficienten för att skapa den nödvändiga hissen vid en given hastighet: $ c_L = \ frac {m \ cdot g} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S} $$ Vilken, när den införs i formeln för inducerad drag, producerar $ D_i = \ frac {(m \ cdot g) ^ 2} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot s \ cdot \ pi \ cdot AR \ cdot \ epsilon} $$ Nu bör det vara uppenbart att inducerade drag är faktiskt proportionell mot inversen av flyghastigheten kvadrerade. Vi kan förenkla detta lite genom att införa $ AR = \ frac {b ^ 2} {S} $ och uttrycka total drag som summan av båda komponenterna: $ {{M {cd}} {2} {\ frac {\ rho} {2} $ {{m}} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S \ cdot c_ {D0} \ cdot v ^ 2 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon} $$ Därefter skiljer vi med avseende på hastighet $ v $ och behöver sätta resultatet till noll för att komma fram till en ekvation för hastigheten på lägsta drag: $$ \ frac {∂ D} {∂ v} = \ rho \ cdot v \ cdot S \ cdot c_ {D0} - \ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho \ cdot v ^ 3 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon} = 0 $$ $ \ cdo \ cdot v ^ 4 \ cdot s \ cdot c_ {D0} = \ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon } $$ $ v = \ sqrt [4] {\ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho ^ 2 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon \ cdot s \ cdot c_ { D0}}} $$ $ v = \ sqrt {\ frac {2 \ cdot m \ cdot g} {\ rho \ cdot S \ cdot \ sqrt {\ pi \ cdot AR \ cdot \ epsilon \ cdot c_ {D0}}}} $$ Där har du det: Den bästa glidhastigheten är proportionell mot kvadratroten på både vingeladdningen $ \ frac {m \ cdot g} {S} $ och den inverse luftdensiteten $ \ rho $ och den fjärde roten av invers av bildförhållandet $ AR $, Oswald-faktorn $ \ epsilon $ och nolllyftdragningskoefficienten $ c_ {D0} $. Oswald-faktorn är ett mått på kvaliteten på hissproduktionen och ligger i de flesta fall nära enighet.

Nomenklatur:
    $ c_ {D0} \: $ nolllyftdragningskoefficient
    $ c_L \: \: \: $ höjningskoefficient
    $ S \: \: \: \: \: $ referensområde (vingeområde i de flesta fall)
    $ v \: \: \: \: \: $ airspeed
    $ \ rho \: \: \: \: \: $ luftdensitet
    $ \ pi \: \: \: \: \: $ 3.14159 $ \ prickar $
    $ AR \: \: $ bildformat för vingen
    $ \ epsilon \: \: \: \: \: $ vingeens Oswald-faktor
    $ m \: \: \: \: $ flygplanets massa
    $ g \: \: \: \: \: $ gravitationsacceleration
    $ b \: \: \: \: \: $ wingspan

( Det är enklare då det först ser ut )

Om du befinner dig i en viss höjd, har du en viss mängd potentiell energi (eller höjd energi). Det enda du kan göra är att konvertera det till kinetisk energi (eller hastighet, som då skapar lyft). Problemet: dra tar upp energi också. Så all energi som du förlorar på grund av drag betyder en förlust i kinetisk energi (= hastighet) och därmed en förlust i hissen.

Frågan är faktiskt: hur man minskar dra åtminstone?

Det är faktiskt ganska enkelt: det finns ungefär två olika slag av drag:

• induceraddra,induceradavflygvinkelnsattackvinkel.Jumerdinnäsagårupp(julägredinflyghastighetär)destohögreinducerasdra.Dettaärenexponentiellrelation.

• parasitiskdra,kommerfrånluftenochärden"vanliga" dragen du också känner med en bil eller cykel. Det beror exponentiellt på flyghastigheten.

totalt drag består av summan av båda. Minsta är bästa glidhastighet .

Jag har aldrig hört talas om maximal glidhastighet, det finns ingen speciell begränsning för hur snabbt du kan flyga en c152 utan en motor i motsats till att den fungerar. Jag tror att vad du pratar om är bästa glidhastighet , även känd som Vbg, vilket är den hastighet som ger dig det längsta horisontella avståndet som reste per höjdförlust. Om jag minns rätt 60kts är den bästa glidningen med flikar förlängd, 65kts var bäst glida utan flikar.

Den bästa glidhastigheten varierar faktiskt beroende på vikt, liksom de flesta av V-hastigheterna. Ett tyngre flygplan skulle innebära en snabbare Vbg och en lättare en långsammare Vbg. På en c152 är skillnaden ganska liten, kanske 2 kt antingen, så det är lätt att komma ihåg att ge ett 1-stegs svar. Bästa glidhastigheten på ett stort flygplan varierar mycket mer och skulle behöva beräknas baserat på viktberäkning vid den tiden i flygningen.